Экологические законы и принципы

  2.9. Закон максимума биогенной энергии (закон В.И. Вернадского—Э.С. Бауэра): 

     Любая биологическая и «бионесовершенная» система с биотой, которая

находится в  состоянии «стойкого неравновесия» (динамично подвижного

равновесия с  окружающей средой), увеличивает, развиваясь, свое влияние на

среду.

      В процессе эволюции видов, твердит Вернадский, выживают те, которые

увеличивают биогенную  геохимическую энергию. По мнению Бауера, живые

системы никогда  не находятся в состоянии равновесия и выполняют за счет

своей свободной  энергии полезную работу против равновесия, которого

требуют законы физики и химии за существующих внешних условий.

     Вместе с другими фундаментальными положениями закон максимума биогенной

энергии служит основой разработки стратегии природопользования.

2.10. Закон минимума (сформулированный Ю. Либихом): 

     Стойкость организма определяется самым слабым звеном в цепи ее

экологических потребностей. Если количество и качество экологических

факторов близкие  к необходимому организму минимума, он выживает, если

меньшие за этот минимум, организм гибнет, экосистема разрушается.

Поэтому во время прогнозирования экологических условий или выполнение

экспертиз очень  важно определить слабое звено в  жизни организмов. 

2.11. Закон ограниченности естественных ресурсов: 

     Все естественные ресурсы в условиях Земли исчерпаемые. Планета есть

естественно ограниченным телом, и на ней не могут существовать бесконечные

составные части. 

2.12. Закон однонаправленности потока энергии: 

     Энергия, которую получает экосистема и которая усваивается продуцентами,

рассеивается  или вместе с их биомассой необратимо передается консументам

первого, второго, третьего и других порядков, а потом  редуцентам, что

сопровождается  потерей определенного количества энергии на каждом

трофическом уровне в результате процессов, которые  сопровождают дыхание.

Поскольку в обратный поток (от редуцентов к продуцентам) попадает очень

мало начальной  энергии (не большее 0,25%), термин «кругооборот энергии»

есть довольно условным 

   2.13.Закон оптимальности: 

     Никакой целостный организм не может превысить определенные критические

размеры, которые  обеспечивают поддержку его энергетики. Эти размеры

зависят от условий  питания и факторов существования. В природопользовании закон оптимальности помогает найти оптимальные с точки зрения производительности размеры для участков полей, выращиваемых животных, растений. Игнорирование закона — создание огромных площадей монокультур, выравнивание ландшафта массовыми застройками и т.п. — привело к неприродной однообразности на больших территориях и вызвало нарушение в функционировании экосистем, экологические кризы.

2.14.Закон пирамиды энергий (сформулированный Р. Линдеманом): 

     С одного трофического уровня экологической пирамиды на другого переходит в

среднем не более 10 % энергии. По этому закону можно выполнять расчеты земельных площадей, лесных угодий с целью обеспечения население продовольствием и другими ресурсами. 

  2.15. Закон равнозначности условий жизни: 

     Все естественные условия среды, необходимые для жизни, играют равнозначные

роли. Из него вытекает другой закон-совокупного действия экологических факторов. Этот закон часто игнорируется, хотя имеет большое значение. 

   2.16. Закон развития окружающей среды: 

     Любая естественная система развивается лишь за счет использования

материально-энергетических и информационных возможностей окружающей среды. Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно — это вывод из законов термодинамики.

Очень важными  являются следствия закона.

1. Абсолютно  безотходное производство невозможное.

2. Любая более  высокоорганизованная биотическая система в своем развитии

есть потенциальной  угрозой для менее организованных систем. Поэтому в

биосфере Земли  невозможно повторное зарождение жизни  — оно будет

уничтожено уже  существующими организмами

3. Биосфера Земли,  как система, развивается за  счет внутренних и

космических ресурсов. 

  2.16. Закон уменьшения энергоотдачи в природопользовании:

в процессе получения из естественных систем полезной продукции с течением времени (в историческом аспекте) на ее изготовление в среднем расходуется все больше энергии (возрастают энергетические затраты на одного человека). Так, ныне

затраты энергии  на одного человека за сутки почти  в 60 раз большие, чем во

времена наших  далеких предков (несколько тысяч  лет тому) . Увеличение

энергетических  затрат не может происходить бесконечно, его можно и следует

рассчитывать, планируя свои отношения с природой с целью  их гармонизации. 

  2.17. Закон совокупного действия естественных факторов (закон

   Митчерлиха—Тинемана—Бауле): 

     Объем урожая зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего фактора, а

от всей совокупности экологических факторов одновременно. Частицу каждого

фактора в совокупном действии ныне можно подсчитать. Закон  имеет силу при

определенных  условиях - если влияние монотонное и максимально обнаруживается каждый фактор при неизменности других в той совокупности, которая рассматривается. 

   2.18. Закон толерантности (закон Шелфорда): 

    Лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет

степень выносливости (толерантности) организма к данному  фактору.

Соответственно  закону любой излишек вещества или  энергии в экосистеме

становится его  врагом, загрязнителем. 

  2.19. Закон грунтоистощения (уменьшение плодородия): 

   Постепенное  снижение естественного плодородия  почв происходит из-за

   продолжительного  их использования и нарушения  естественных процессов

   почвообразования, а также вследствие продолжительного  выращивания

   монокультур  (в результате накопления токсичных веществ, которые выделяются

   растениями, остатков пестицидов и минеральных  удобрений). 

   
 
 
 
 

2.20. Закон физико-химического единства живого вещества (сформулированный В.

   Вернадским): 

   Все живое  вещество Земли имеет единую  физико-химическую природу. Из этого

   явствует, что вредное для одной части  живого вещества вредит и другой  его

   части,  только, конечно, разной мерой.  Разность состоит лишь в стойкости

   видов  к действию того ли другого  агента. Кроме того, через наличие  в любой

   популяции более или менее стойких к физико-химическому влиянию видов

   скорость  отбора за выносливостью популяций  к вредному агенту прямо

   пропорциональная  скорости размножения организмов  и дежурство поколений.

   Через  это продолжительное употребление  пестицидов экологически

   недопустимое, так как вредители, которые  размножаются значительно более

   быстро, более быстро приспосабливаются  и выживают, а объемы химических

   загрязнений  приходится все более увеличивать. 

   2.21. Закон экологической корреляции: 

     В экосистеме, как и в любой другой системе, все виды живого вещества и

абиотические  экологические компоненты функционально  отвечают один другому.

Выпадание одной  части системы (вида) неминуемо приводит к выключению

связанных с  ею других частей экосистемы и функциональных изменений.

     Научной общественности широко известны также четыре закона экологии

американского ученого Б. Коммонера:

     1)все связанное со всем;

     2)все должно куда-то деваться;

     3)природа «знает» лучше;

     4) ничто не проходится напрасно (за все надо платить). 

       
 
 
 
 
 
 

3. основные принципы  экологии 

1)Принцип «нулевого» максимума: экосистема в сукцессионном развитии стремится к образованию наибольшей биомассы при наименьшей биологической продуктивности. Климаксные экосистемы, как правило, обладают максимальной биомассой и минимальной, практически нулевой продуктивностью, т.е. термодинамически они наиболее рациональны. 

2)Принцип агрегации особей (В. Олли): агрегация (скопление) особей, как правило, усиливает конкуренцию между ними за пищевые ресурсы и жизненное пространство, но приводит к повышенной способности группы в целом к выживанию. 

3)Принцип видо-родового представительства (И. Иллиеса): поскольку два даже близкородственных вида не могут занимать одинаковые экологические ниши в одном биотопе, богатые видами роды обычно представлены в биоценозе единственным своим представителем. 

4)Принцип генетической преадаптации: способность, к приспособлению у организмов заложена изначально и обусловлена практической неисчерпаемостью генетического кода. В генетическом многообразии всегда находятся необходимые для адаптации варианты. 

5)Принцип дивергенции Ч. Дарвина: филогенез любой группы сопровождается разделением ее на ряд филогенетических стволов, которые расходятся в разных адаптивных направлениях от среднего исходного состояния. 

6)Принцип исключения Г.Ф. Гаузе (теорема Гаузе): два вида не могут сосуществовать в одной и той же местности, если их экологические потребности идентичны, т.е. если они занимают одну и ту же экологическую нишу. Такие виды обязательно должны быть разобщены в пространстве или во времени. 

7)Принцип Ле Шателье – Брауна: при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется. 

8)Принцип минимального размера популяций: существует минимальный размер популяции, ниже которого ее численность не может опускаться. 

9)Принцип направленности эволюции (Л. Онсагер) или закон минимума диссипации (рассеяния) энергии: при вероятности развития процесса в некотором множестве направлений, допускаемых началами термодинамики, реализуется то, которое обеспечивает минимум рассеивания энергии (или минимум роста энтропии). Поэтому эволюция всегда направлена на снижение рассеивания энергии, на ее неравномерное распределение (полная энтропия – абсолютно равномерное распределение энергии).